人間の血管幹細胞(PSCの)間葉系幹細胞(MSC)に似た骨格組織再生のための新しい幹細胞のクラスです。 PSCのは、標準的な脂肪吸引の手順中に調達脂肪組織からFACS(蛍光活性化セルソーティング)で単離することができるし、骨形成を達成するために骨誘導足場と組み合わせて<emin vivoでの></em>。
人間の血管幹細胞(PSCの)1-3骨格組織工学の目的のために複数の組織から十分な数で分離することができます。 PSCは '周皮細胞 "(CD146 + CD34-CD45-)、我々は以前に間葉系幹細胞の性質を有することが報告されているそれぞれの"外膜の細胞 "(CD146-CD34 + CD45-)のFACSソート集団である。 PSCは、MSCのように、骨分化と同様に、分泌するプロ骨形成サイトカイン1,2を受けることができます。現在のプロトコルでは、SCIDの筋肉ポーチの注入を含むいくつかの動物モデルにおいて、PSCのosteogenicityを実証する(重症複合免疫不全)マウス、SCIDマウス頭蓋冠欠損と胸腺ラットの大腿骨分節性欠損(FSD)を。大腿筋ポーチモデルは、異所性骨形成を評価するために使用されています。頭蓋冠の欠陥は頭頂骨を中心に標準で直径4ミリメートル(非常にサイズ)8であるされています。 FSDにはbicorticalあるとして安定化されているポリエチレンバーとK-ワイヤ4。説明したFSDも大幅に独自の4に治らない臨界サイズの欠陥です。幹細胞や成長因子が欠損サイトに追加されている場合とは対照的に、有意な骨再生が理解することができます。 PSCのxenograftingの全体的な目標は、異所性と同所両方骨再生モデルでは、このセル型の骨形成能力を実証することである。
PSCsの分離がよく、特にPSCの分離プロトコルとメソッドを扱う別々に提出されJoveの出版物を含め、他の1から3に記載されています。この記事の特定の目的は、骨形成/再生のためのin vivoでのアプリケーションで PSCの3プロトコルを記述し、実証することである。 SCIDマウスの筋肉のポーチは異所性ヒト骨形成の7の一般的に説明したモデルです。重要な違いは、ホストの骨形成細胞8と同様に骨格欠陥の微小環境に存在する骨形成シグナル伝達因子の豊富とのパラクリン相互作用を含む、骨の異所性及び同所性(欠陥)のモデルの間に存在しています。 2つの欠陥は、ここでは頭蓋骨defect8と大腿骨分節性欠損4表示されます。両方が(つまり、自分自身で治癒されません)サイズ重要であることがよく記載されています。
興味深い違いは、頭蓋骨や大腿骨の欠陥との間に存在する。最初に、セル:異種移植のPSCと内因性の細胞間の細胞の相互作用は非常に異なっている。頭蓋冠の欠陥の面では、PSCは、基礎となる硬膜(髄膜の最外層)と同様に、欠陥サイトに外接するそれらの骨芽細胞および骨膜細胞と相互作用します。重要なのは、移植細胞と周囲の骨芽細胞8、または移植細胞とその下の硬膜(レビら 、印刷中)の間の相互作用が進行し骨形成を媒介し、通常の幹細胞のために重要である。大腿骨分節性欠損(FSD)の面では、異種移植PSCのは非常に異なる細胞とサイトカイン環境にさらされています。たとえば、FSDサイトは骨髄とそれに付随する間葉系幹細胞と同様に、骨内膜、骨膜および長期の骨芽細胞で構成されています。理論的には、各セルは損傷への独自の反応があり、各セルを持つことができます。PSC異種移植と細胞の相互作用。
他の明確な違いは、頭蓋冠の間に存在すると大腿骨の欠陥。長い骨は軟骨中間体(軟骨内骨化)を介して形成しながら頭蓋冠の骨は最初に、膜内骨化によって形成されます。また、修復過程の損傷後も、これらの発達の起源を模倣しています。ない軟骨中間体が頭頂骨欠損内に形成されていないのに対し、後のFSD、軟骨カルス形成が観察される。最後に、頭蓋骨の胚起源は長骨のそれとは異なる場合があります。頭蓋骨( -周皮細胞-血管周囲の細胞を含む全体の頭部領域における)の大部分は四肢の骨格が沿軸中胚葉誘導9であるが、神経堤(外中胚葉)から派生しています。すべてのこれらの違いはPSC媒介骨修復の面で有意な差になることがあります。
PSCの使用は、従来の脂肪由来間質細胞(ASCS)に比べていくつかの利点があります。 PSCは文化を必要とし、精製した細胞集団WHIではありません。とにも悪影響を調節することができます- -骨分化、例えば10血管内皮細胞などのchはに参加していない他の間質細胞が含まれていません。対照的に、例えば、ASCのクローン分析は、唯一の集団は 、in vitro 11 の骨分化を受けることができることを示している。最終的に、骨格組織工学への取り組みは、おそらく最高の骨格欠陥を癒すように、外因性増殖因子とosteocompetent幹細胞(例えば、極成層圏雲など)と骨伝導足場(例えば、HA-PLGAとして本発明の方法で使用される)が組み込まれています。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、CIRM早期トランスレーショナルII研究賞TR2-01821、NIH / NIDCR(助成金R21 DE0177711とRO1 DE01607)、UCディスカバリーグラント07から10677まで、アブレシブウォータージェット用とRKSによってサポートされていました持っているT32の訓練フェローシップ賞(5T32DE007296-14)、JNZ CIRM研修フェローシップ(TG2-01169)があります。